3.4 Порядок выполнения работы

1. Указать названия операций логической схемы (рисунок 3.1).

2. Рассчитать дисперсию, математическое ожидание и вероятности правильности передачи блоков каждой из схем информационного процесса по формулам (3.1) – (3.5).

3. Рассчитать общие характеристики случайного процесса (D(Т)общ; m(T)общ.) по формулам (3.6) – (3.7).

3.5 Методические указания к составлению отчета

Отчетом по работе является выполненный расчет и выводы по полученным результатам в рукописной форме.

Список рекомендованных источников

1. Сергеев В. И. Логистика: Информационные системы и технологии : учебно-практическая помощь / В. И. Сергеев. – М. : Альфа-пресс, 2008. – 608 с.

2. Управление и информационные технологии на железнодорожном транспорте : учебник / Л. П. Кожухов, Е. К. Лецкий, И. Н. Шапкин, А. И. Самохвалов ; под ред. Л. П. Тулупова. – М. : Маршрут, 2005. – 467 с.

3. Биленко Г. М. Информационные технологии на транспорте : учеб. пособие / Г. М. Биленко, А. Ф. Бородин ; под ред. Г. М. Биленко. – М. : РГОТУПС, 2006. – 220 с.

4. Шмулевич М. И. Информационные системы на промышленном транспорте / М. И. Шмулевич, В. Г. Зиненко ; под ред. М. И. Шмулевич. – М. : Транспорт, 1980. – 320 с.

Практическая работа № 4. Анализ данных телеграмм-натурных листов

Цель работы - научиться обрабатывать сведения информационных и служебных фраз на примере телеграмм-натурных листов (ТГНЛ).

4.1 Содержание работы

1. Форматный и логический контроль одной служебной и трех информационных фраз.

2. Проверка в служебной и информационных фразах правильности записанных (переданных) контрольных знаков для номеров вагонов и кодов станций.

3. В случае отсутствия или наличия ошибок в служебной и информационных фразах - расчет контрольных знаков.

4.2 Краткие теоретические сведения

В качестве примера формат наиболее массового сообщения в АСУЖТ телеграммы – натурного листа (сообщение 02) приведен в табл. 4.1, 4.2. В таблице нулями показана шкала, определяющая обязательное количество знаков в каждом поле. Поле – совокупность символов, которая для определенных целей рассматривается как целое. Правила формирования структуры сообщения сводятся к следующему:

• сообщение образует совокупность символов информации, заключенных между кодами начала – (: и конца – :) сообщения;

• сообщение содержит одну заглавную фразу (служебную), первым словом, которой является цифровой код номера сообщения (02);

• фраза – минимальная, логически законченная порция информации, объединенная общим смыслом (строчка документа);

• сообщение может содержать одну или несколько информационных фраз, располагаемых последовательно за заглавной (служебной) фразой;

• структуру заглавной (служебной) и информационных фраз для условий последовательного списка определяется значением специального поля;

• разделителем фраз является символ ВК ПС (возврат каретки, перевод строки);

• разделителем слов выступает код "Пробел";

• кроме отдельных, строго определенных полей вся информация передается на цифровом регистре;

• после строго определенных слов допустимо применение служебного символа, определяющего пропуск некоторых полей в информационной фразе.

Таблица 4.1 – Сообщения 02 – телеграмма-натурный лист (приведено с сокращением). Служебная фраза – общие сведения о поезде

Начало сообщения	Код сообщения	Пункт передачи информации	Номер поезда	Индекс поезда			Признак списывания	Дата		Время		Признак конца фразы
				станция формирования	номер состава	станция назначения		отправления поезда
								число	мес	часы	мин
00	00	00000	0000	00000	00	00000	0	00	00	00	00		00
(:	02	15000	2102	15000	01	18006	1	10	11	01	00		ВК ПС

Таблица 4.2 – Сообщения 02 – телеграмма-натурный лист (приведено с сокращением). Информационная фраза – сведения о каждом вагоне

№ п/п	Номер вагона	Ролики	Вес груза	Станция назначения	Код груза	Код получателя	...	Разделитель фраз
00	00000000	0	000	00000	00000	0000	...	00
01	65019184	1	065	18006	54813	8710	...	ВК ПС
02	75193037	1	059	58774	61222	6708	...	:)

Первичная программная обработка сообщения включает следующие процедуры: поиск начала и конца текста сообщения в массиве введенных данных по кодовым комбинациям начала (: и конца :) сообщения; анализ размещенных вслед за комбинацией (: цифрового кода типа сообщения и выбор по коду соответствующего предписания (паспорта) порядка обработки сообщения; подборка соответствующей номеру макета программы обработки сообщения; форматный контроль сообщения; перекодировка сообщения к виду машинного макета для последующего использования; логический контроль сообщения; корректировка (с участием операторов) обнаруженных ошибок.

В результате форматного и логического контроля сообщения 02 могут быть выявлены перечисленные в табл. 4.3 ошибки. Номера ошибок в примере использованы из кодификатора АСУЖТ.

Таблица 4.3 – Перечень характерных ошибок (приведен с сокращениям)

Код ошибок	Характер ошибки
102	Нарушена структура служебной фразы сообщения
201	Нарушена структура информационной фразы сообщения (количество знаков показано в табл. 8.5 нулями)
107	Несоответствие пункта передачи информации пункту свершения операции
121	Одинаковая станция назначения и формирования поезда
123	В сообщении неверно указана календарная дата (число, месяц) или время (часы, минуты)
125	Неверно указан признак списывания состава (указывается: 1 – состав списан с головы, 2 – состав списан с хвоста)
204	Указан вес груза при отсутствии станции назначения вагона
205	Неверно указаны сведения о роликовых подшипниках (указывается: 1 – при наличии тележек с роликовыми подшипниками и 0 – при наличии подшипников скольжения)
203	Вес груза в вагоне больше допустимой грузоподъемности вагона
206	В сообщении указан несуществующий номер вагона и т. д.

Пример 1. Форматный и логический контроль телеграммы-натурного листа (сообщение 02). Перечень обнаруженных ошибок приведен в таблице 4.4, 4.5.

1. Служебная фраза (по аналогии с табл. 4.1 приведена с сокращениями):

ошибки:	102		107		102		123	123
(: 02	2800	1221	86004	77	2221	2	71	10	01	76

Таблица 4.4 – Перечень обнаруженных ошибок служебной фразы

Номер ошибок	Характер ошибки
102	Коды пункта передачи информации и станции назначения должны иметь пять знаков
107	Несоответствие пункта передачи информации пункту свершения операции
123	Число месяца не может быть >31
123	Величина минут не может быть > 60

2. Информационная фраза:

ошибки	208,201	205	201	201
05	004823	2	32	7010	01048	2243	ВК ПС

Таблица 4.5 – Перечень обнаруженных ошибок информационной фразы

Номер ошибок	Характер ошибки
208	Указан несуществующий номер вагона
201	Количество знаков в номере вагона < 8
205	Неверно указаны сведения о роликовых подшипниках (должны быть "1" или "0"')
201	Код веса груза должен иметь 3 знака
201	Код станции назначения должен иметь 5 знаков

Важнейшим условием надежного функционирования АСУ является обеспечение высокой достоверности информации на всех этапах решения задачи. Ошибки в информации могут возникнуть на этапах ее регистрации, подготовки, передачи и обработки. Значительная доля ошибок вносится оператором при подготовке данных. При передаче данных по каналам связи возможно их искажение под действием помех. Искажение данных возможно также в результате сбоев и отказов устройств ЭВМ. Для обеспечения достоверности используются различные методы контроля и защиты информации от искажения.

Программно-логические методы контроля, корректирующие коды и системы с обратной связью являются основными методами, широко используемыми в АСУ для обнаружения и исправления ошибок на этих этапах.

Ряд методов, основанных на использовании избыточной информации построен на том, что к защищаемый данным (знаку, числу, группе чисел) добавляются избыточные данные (контрольная комбинация), полученные путем преобразования исходных данных по определенным правилам. Любая операция передачи (обработки) данных предусматривает вычисление контрольной комбинации на передающем конце (для чисел, участвующих в операции), передачу данных вместе с контрольным кодом, вычисление контрольной комбинации на принимающем аппарате и сравнение ее с принятой комбинацией.

В АСУЖТ для защиты наиболее важных реквизитов - кодов: индекса поезда, номеров вагонов, кодов единой сетевой разметки железнодорожных станций (ЕСР) используется защита по модулю. При этом контролируемые числа дополняется специальным одноразрядным или многоразрядным числом, называемым контрольным кодом, который вычисляется заранее по формуле и постоянно дополняет данный реквизит в любых документах. По этой, же формуле осуществляется контроль. В случае, если контрольное число (код) при проверке не совпадает, то это будет сигнализировать о допущенной ошибке.

В связи с этим с 1985 года введены:

Система нумераций подвижного состава, построенная по единой схеме в составе семи знаков номера и восьмой контрольной цифры, обеспечивающей проверку достоверности номера подвижного состава.

Система кодирования железнодорожных станций, построенная по единой схеме в составе четырех знаков сетевой разметки и пятой контрольной цифры. Пятый знак вместе с остальными цифрами единой сетевой разметки заносится в список станций железных дорог тарифного руководства № 4.

Возможно применение для расчета контрольного кода различных комбинаций и модулей (10, 11, 12 и т.д.).

Применительно к контролю кодов подвижного состава алго­ритм получения дополнительной контрольной цифры следующий (метод контроля по модулю 10):

• каждая цифра номера, стоящая на нечетном, считая слева, месте умножается на 2, а на четном - на 1;

• затем суммируются все цифры (не числа) полученного таким образом ряда,

• контрольным знаком будет цифра, дополняющая полученную сумму до ближайшего числа, кратного 10.

Пример 2. Для номера 7435463 требуется определить контрольный знак.

Последовательность действий для расчета контрольного знака приведена в табл. 4.6.

Следовательно, дополняющим числом до 50, или контрольной восьмой цифрой номера будет 9, а новый номер (с контрольным знаком) будет 74354689.

Таблица 4.6 – Порядок расчета контрольного знака по модулю 10

Номер вагона	7	4	3	5	4	6	8
Множитель	2	1	2	1	2	1	2
Поразрядное произведение	14	4	6	5	8	6	16
Поразрядная сумма	1+4	+4	+6	+5	+8	+6	+1+6=41

Если полученная сумма кратна 10, то контрольный знак будет равен нулю.

При проверке правильности считанного номера вагона (единицы подвижного состава) осуществляется аналогичный расчет с той лишь разницей, что в расчете участвует восьмая цифра, умножаемая на единицу (четное место, считая слева). Если полученная сумма кратна 10, считается, что копер записан правильно, в противной случае номер содержит ошибку. Последовательность действий при проверке наличия ошибок в номере вагона приведена в табл.4.7.

Таблица 4.7 – Порядок проверки правильности считанного номера вагона

а) правильный номер

Номер	7	4	3	5	4	6	8	9
Множитель	2	1	2	1	2	1	2	1
Поразрядное произведение	14	4	6	5	8	6	16	9
Поразрядная сумма	1+4	+4	+6	+5	+8	+6	+1+6	+9=50

б) в номере вагона имеются искажения

Искаженный номер	7	4	8	5	4	6	8	9
Множитель	2	1	2	1	2	1	2	1
Поразрядное произведение	14	4	16	5	8	6	16	9
Поразрядная сумма	1+4	+4	+1+6	+5	+8	+6	+1+6	+9=51

Полученное число (51) не кратно 10; значит, номер передан неправильно, и оператор принимает меры для установления правильного номера вагона.

Может оказаться, что при искажении нескольких цифр номера поразрядная сумма всё же будет кратна 10. В этих случаях ошибка не будет обнаружена. Такая необнаруженная ошибка в номере вагона будет приходиться на 104 ... 105 случаев.

Изложенный метод позволяет обнаруживать все ошибки, вызванные искажением одной цифры кода и большую часть двойных ошибок, в том числе часто допускаемые при ручной подготовке информации от перестановки двух соседних цифр.

Применительно к единой сетевой разметке станций железных дорог используется алгоритм, включающий метод контроля по модулю 11:

• каждая цифра хода ЕСР умножается на номер разряда;

• j=1,2,3,4, считая слева, и далее суммируются все числа (не цифры) полученного таким образом ряда;

• контрольным знаком будет остаток от деления полученной суммы на модуль 11;

• если остаток от деления равен 10, то производится повторный пересчет, при котором каждая цифра кода ЕСР умножается на номер j = 3, 4, 5, 6, считая слева. После чего контрольным знаком будет остаток от деления новой суммы на модуль 11.

Последовательность действий при расчете контрольных знаков для кода станций приведен в табл.4.8.

Таблица 4.8 – Порядок расчета контрольного знака для кода станций по модулю 11

1. Код ЕСР	0	2		7	5
Множитель	1	2		3	4
Поразрядное произведение	0	4		21	20
Сумма чисел	0 + 4 + 21 + 20 = 45
Остаток от деления 45 на 11 = 1
2. Код ЕСР	5	5		3	5
Множитель	1	2		3	4
Поразрядное произведение	5	10		9	20
Сумма чисел	5+10+9+20=44
остаток от деления 44 на 11 = 0
3. Код ЕСР	2	4		4	8
Множитель	1	2		3	4
Поразрядное произведение	2	8		12	32
Сумма чисел	2 + 8 + 12 + 32 = 54
Остаток от деления 54 на 11 = 10
3.а. Код ЕСР	2		4	4	8
Множитель	3		4	5	6
Поразрядное произведение	6		16	20	48
Сумма чисел	6 + 16 + 20 + 48 = 90
Остаток от деления 90 на 11 = 2

Следовательно, новые коды станций (с контрольным знаком) в первом примере – 02751, во втором – 55350, в третьем – 24482.

Алгоритм расчета контрольного знака для кода станции, использующий метод контроля по модулю 11, позволяет значительно (по сравнению с контролем по модулю 10 снизить вероятность появления необнаруженной ошибки.